コンピューターにデータを提示する方法。コンピューターでのデータ表現。情報存在の種類

すべての情報は、コンピュータに次のように表示されます バイトのシーケンス..。バイト自体には、それらがどのように解釈されるべきかに関する情報（数字/テキスト文字/グラフィックイメージ）は含まれていません。いずれの場合も、情報は0と1のシーケンスとしてエンコードされます。 正のバイナリ整数 （数字は2桁で書かれています-0/1）。それらの解釈は、特定の瞬間にどのプログラムとどのアクションが実行されるかによって異なります。プログラムに数字を扱うように方向付けられた一連の命令が含まれている場合、バイトは数字と見なされます。プログラムがテキストデータを使用したアクションを想定している場合、バイトはテキストの文字を示す条件付き数値コードとして解釈されます。

私はシステムに番号を付けます

任意の数は合計の倍数です（たとえば、168 \u003d 100 + 60 + 8 \u003d 1 10 2 + 6 10 1 + 8 10 0）。数 -10の累乗での係数のシーケンス\u003d\u003e数値がある場合 d \u003d a 1 a 2 ... a n（a 1 a 2 ... a nは数字です）、次に d \u003d a 1 10 n-1 + a 2 10 n-2 +…an 10 0.

簡単に言えば、そのような金額は次のように書かれています。 n

d \u003d ∑ a i 10 n-i

数字の10は、10進数システムのベースです。別の数字をベースにすると、別の数字の書き方が得られます。 別の番号システム.

番号体系は、底辺のサイズと桁数で指定されます。数字 -数字を書くために使用される特別な文字。それらの数は、必ずベースのサイズと等しくなければなりません。

任意の番号を異なる番号システムで表すことができます。これらの表現は厳密に（1対1で）互いに対応します。

たとえば、16進数のシステムを定義しましょう。base\u003d 16 \u003d\u003e 16桁（0-15）\u003d 1,2,3,4,5,6,7,8,9、A、B、C、Dが必要です、E、F。ここで、A〜Fは番号10、11、12、13、14、15です。このような指定は、他の番号を使用して番号を書き込むことができないという事実のために使用されます。そうしないと、番号の読み取りに混乱が生じます。数字を書く一般的な法則と、ここでは底が16であるという事実を念頭に置いて、この数字システムで10進数168がどのように見えるかを書き留めましょう。）。

任意の数値システムでの算術演算は、10項の数値システムで実行されるのと同じ方法で実行されます。ベースのサイズのみが続きます。

たとえば、8進数システムでは+ 15 \u003d 1 8 1 + 5 8 0 \u003d\u003e + 13

14 = 1 8 1 + 4 8 0 => = 12

コンピューターでは、すべてのデータは2進数システムで表されます。たとえば、バイナリ形式の数値5は101と記述されます。同様に、バイナリ番号1111は10進数15に対応します。1111（2）\u003d 1 2 3 + 1 2 2 + 1 2 1 + 1 2 0

それら。 4ビットは、16個以下の10進数（0〜15）を表すことができます。

16進数システムは、コンピューターメモリ内のバイナリデータを表示または修正する際の短いメモとして使用されます。コンピュータメモリを備えた人の「直接」作業を提供するプログラムは、人と対話するときに、データのバイナリ表現を自動的に16進数に、またはその逆に変換します。 1バイトで書き込まれるデータは、2つの16進数で表され、最初の数字は最初の4ビットに対応し、2番目の数字は次の4ビットに対応します。

コンピュータのメモリにあるこの形式のバイナリ番号（データ）の表現は、人とその利便性の概念と、すべての情報がバイナリ形式でのみ表示されるコンピュータとの間の妥協点です。

II。データの種類とその表示

1バイト（8ビット）は、256個の正の整数（0〜255）を表すことができます。このデータタイプは 1バイトの符号なし整数。

255を超える数値を表すには、複数のバイトが必要です。それらを操作するために、次のタイプが使用されます。

- 符号なしダブルバイト整数 -正の整数（0-65535）の表現を提供します

- 4バイトの符号なし整数 -正の整数の表現を提供します（0-≈42億）

上記のタイプは、数値が正でなければならないことを前提としています\u003d\u003e「符号なし」と呼ばれます。それらは、番号を格納するために割り当てられるメモリの量が異なります。これらのタイプは、テキスト文字、色、グラフィックドットの強度、要素の番号付けなどを数値でエンコードするために使用されます。

正だけでなく負の整数も処理するには、次のタイプを使用します。

- シングルバイト符号付き整数

- 符号付き2バイト整数

- 4バイトの符号付き整数

それらは、各番号を格納するために割り当てられるメモリの量が異なります。

正の数と負の数の両方の表現は、次の原則に基づいています。特定のバイト数（たとえば、シングルバイト-256）で可能な数値コードの総数を半分に分割し、半分を正の数とゼロを表すために使用し、もう一方を負の数に使用します ..。負の数は、数値コードの総数の補数として表されます。たとえば、単一のバイト番号の場合（-1）\u003d 255、（-2）-254など。最大128、つまり（-128）\u003d\u003e 1バイトの符号付き整数を使用すると、（-128）から127までの整数、2バイト（-32768）から32767まで、4バイトから（≈-21億）の整数を操作できます。）から21億（2147483648）。

符号付きの数値は、算術演算が実行される数値データを表すために使用されます。

プログラムと対話するとき、以下が使用されますデータタイプ:

- 全体が短いui（SHORT）

- 普通の （整数）

- ずっと長い （ロングインテグラー）

- 単一精度リアル （フロート/リアル）

- 倍精度 （ダブルフロート/リアル）

- 文字（文字列、テキスト） （CHAR）

- 論理的 （LOGIKAL）

全体が短い、全体が通常、全体が長い -それぞれ、1バイトの符号付き整数、2バイトの符号付き整数、4バイトの符号付き整数を入力します。

コンピュータサイエンスでは、数字を書くとき、ピリオドは分数部分と整数部分を区切る記号として使用されません（たとえば、68.314）。このポイントは、部分部分が示される後の位置を固定します。ポイントの位置を変更すると、数が変更されます\u003d\u003eこの種の実数の表記（表記形式）は、 固定小数点形式.

浮動小数点数は2つの部分で構成されます。

- 仮数

- 注文

それらは特別な記号（E、D）で区切られています。マンティッサは固定点のある実数であり、マンティッサを掛けて意味のある数を得るには、数10を上げる必要がある度合いを示す整数で順序が与えられます。たとえば、この形式の68.314は、6.8314E + 1 \u003d 0.68314E + 2 \u003d 683.14E-1と書くことができます。これは、6.8314 10 1 \u003d 0.68314 10 2 \u003d 68.314 10-1を意味します。

このタイプの記録では、ポイントの位置は固定されておらず、マンティッサ内のその位置は次数の大きさによって決定されます。マンティッサと注文にはサインがあります。マンティッサモジュロの場合<1, причем первая цифра не равна 0, то такой вид записи вещественного числа с плавающей точкой называется 正規化 （0.68314E + 2）。

コンピュータでは、実数は正規化された形式の浮動小数点形式で表されます。マンティッサと順序は隣接するバイトにあり、区切り文字（E、D）はありません。

通常、番号を単精度および倍精度..。前者の場合、数値を入力または出力するときに、マンティッサと順序の区切り文字が指定されます E..。コンピュータのメモリでは、この数は通常4バイトを占めます。 2番目のケースでは、セパレータとして- D、コンピュータのメモリでは、倍精度の数値は通常8バイトを占めます。このタイプは、単一の精度よりも大幅に高い計算精度を提供します。

キャラクターデータ個々のテキスト文字で構成されています。各文字は、コンピュータメモリ内で特定の数値コードによって表されます。テキスト文字の数値コーディングには、特別なコーディングテーブル（シングルバイト、ダブルバイトなど）が使用されます。これは、数値エンコードに使用される符号なし整数のタイプを指します。異なるプログラムは異なるテーブルに依存する場合があります\u003d\u003eあるプログラムで作成されたテストドキュメントは、必ずしも別のプログラムで読み取り可能であるとは限りません。

量論理型 2つの値のみを取ります。

- TRUE （真）

- FALSE（嘘つき）

それらに論理演算を適用することができ、その主なものは そして （そして）、 または （または）、ない（否定）。そして、または– 2つの論理値（a\u003e cおよびa \u003d b）に。ない-1つの論理値（a \u003d bではない）。ブールデータを含む式（ブール式）の結果は、ブール値です。操作の結果と\u003d両方の値がTRUEの場合、1つの場合にのみTRUE。操作の結果または\u003d FALSEは、両方の値がFALSEの場合、1つの場合にのみ発生します。 not操作は、ブール値を変更します。

混合式では、算術が優先され、次に比較が続き、最後に論理的です。それらの中で、最も高い優先順位は、操作ではなく、次に-および、後に-またはに属します。

ファイルとストレージ

ディスクに保存され、名前が付けられている情報オブジェクト（個別のドキュメント、個別のプログラム）は、次のとおりです。 ファイル..。ファイルに関する情報（名前、サイズ、作成日時、ディスク上の場所など）はディレクトリに保存されます。 カタログ -テーブル。各行には、ファイルまたは他のディレクトリに関する情報が含まれています。ディレクトリ\u003d特別な種類のファイル（ルート以外）。ファイルがディスクに書き込まれると、それらに関する情報は、ユーザーが指定したディレクトリに自動的に書き込まれます。従来、簡潔にするために、「ディレクトリからディレクトリにファイルをコピーする」、「ディレクトリにディレクトリを作成する」、「ディレクトリ内のファイルを削除する」などと言います。ただし、これは実際には発生しません。ディレクトリまたはディレクトリ内のファイルはなく、それらに関する情報のみであるためです。

各ディスクを形成するときに、ディレクトリが自動的に作成されます。 ルート。 ディスク上の固定サイズのスペースを占有します。その名前はで構成されています 2文字：ドライブ名の後にコロンが続きます。

ルートディレクトリで、と呼ばれる他のディレクトリを作成できます サブディレクトリ または階層の最初のレベルのディレクトリ。次に、階層の第1レベルのディレクトリは、第2レベルのディレクトリなどを作成できます。このように形成されます 階層的（ツリー状） ディスク上のファイルデータ構造。ユーザーが作成したディレクトリはファイルです。各ファイルまたはディレクトリは、ピリオドで区切られた2つの部分で名前が付けられます。左側 - 名前、正しい - 拡張..。ドット付きの拡張子は省略できます。名前には、8文字（短い名前）または256文字（長い名前）を含めることができます。拡張-3文字以内。名前にラテン文字、数字、および下線のみを使用することが標準と見なされています。リストを操作する場合は、拡張子の付いたファイルと拡張子のないディレクトリに名前を付けることをお勧めします。

ファイルを使用する必要がある場合は、このファイルが配置されているディレクトリを指定する必要があります。これは、ディレクトリツリーを介してファイルへのパス（ルート）を指定することによって行われます。

ルート （パス）は、ネストされたディレクトリのリスト（外側から内側へ）であり、バックスラッシュ（\\-バックスラッシュ）で区切られています。ファイルを指定する場合、ルートは名前の前に示され、その後に\\-ファイル名が続きます（たとえば、C：\\ Windows \\ win.com-は、win.comファイルがCドライブのルートディレクトリにあるWindowsディレクトリにあることを意味します）。このようなレコードは完全と呼ばれます。 ファイル仕様..。ブリーフにはファイル名のみが含まれます。ユーザーが作成したディレクトリとファイルは、ディスクメモリ上のその場所に書き込まれます。ファイルは、ディスクのさまざまな場所に部分的に記録できます。録音の過程で、ファイルは自動的にそのような部分に分割され、それぞれが現在空きのある場所に書き込まれます。これらの部分は呼ばれます クラスター..。クラスターのサイズはディスクスペースの量によって異なり、通常はいくつかのセクターを占有します。この記録の原則に関連して、ディスクの領域全体が、いわばそのようなクラスターに分割され、ファイルの書き込みに使用されます。ファイルは、サイズが1つのクラスターの一部で読み取られます。ファイルは、ディスクのさまざまな場所に書き込まれた個別の部分から組み立てられます。ファイルを保存するこの方法は、いわゆるを使用して実行されます ファイル割り当てテーブル太い。 生成時に各ディスクに自動的に作成され、ファイルの一部の保存場所を記憶するために使用されます。 FATセルには「0」から始まる番号が付けられ、ディスクメモリの1クラスター部分に対応します。各セルには、0（対応するクラスターが空いていることを示す）、このファイルの次のクラスターの番号、またはこのファイルのクラスターチェーンの終わりを示す特別な数値コードを含めることができます。符号なし整数データタイプは、FATで数値を表すために使用されます。各番号を表すために使用されるビット数に応じて、16ビットFAT（16ビット）、32ビットFAT（32ビット）があります。 FATボックスに表示できる最大数は、クラスターチェーンの終わりを示す特別なコードとして使用されます。 16ビットの場合、この数は65535です（16進形式-FFFFF）。 FATビューアおよび修正プログラムは、このコードをテキスト形式（E OF）で画面に表示します。ディレクトリには、ファイルに関する情報、特にファイルの開始元のクラスターのシーケンス番号が含まれています。この情報は、FATに含まれる情報（次のクラスターへのリンク）とともに、ファイルの検索と読み取りに使用されます。

コンピューターネットワーク

主な機能

コンピュータネットワーク -情報伝送チャネルを介して相互接続された一連のコンピューター。ユーザーに情報交換の手段とリソース（ハードウェア、ソフトウェア、情報）の集合的使用を提供します。

ネットワークの種類：

- 地元 -主な特徴は、原則として、それによって統合されたすべてのコンピューターが単一の通信チャネルによって接続されていることです。コンピュータ間の距離は、最大10 km（有線通信を使用する場合）、最大20 km（無線通信チャネル）です。ローカルネットワークは、1つの機関の1つまたは複数の近くの建物のコンピューターを接続します。

- グローバル -さまざまな通信チャネルと、1万から15000kmの距離にある通信センターとコンピューターを接続できる衛星チャネルの使用が特徴です。通常、それらはノード構造を持ち、サブネットで構成され、各サブネットには通信ノードと通信チャネルが含まれます。通信ノードは、ネットワークの効率を保証し、コンピューター、ローカルネットワーク、メインフレームなどがそれらに接続されます。

- イントラネット -同じ組織で働くユーザーを団結させます。既存のローカルおよびグローバルネットワークの機能を使用するものもあります。このようなネットワークは、同じ建物と世界のさまざまな場所の両方にあるコンピューターを接続できます。

ネットワーク上には、ユーザーに情報やコンピューティングサービスを提供する公開されているコンピューターがあります。 サーバ この目的で使用されるコンピューターの名前、またはサービスを実行するための要求を送信できる場所（広域ネットワーク上）を指定できます。そのような場所は、サーバーコンピュータ、ローカルエリアネットワーク、メインフレームなどです。

ユーザーのコンピューターは、 2つのモード:

モード ワークステーション-コンピュータは、サーバーにリクエストを送信してサーバーから情報を受信するだけでなく、この情報を処理するためにも使用されます

モード ターミナル -後者は実行されません。情報はサーバー上で処理され、この処理の結果のみがユーザーに送信されます。

サーバーコンピューターの機能はワークステーションを大幅に上回り、多くのネットワークカードが装備されています（ アダプター）ネットワークへの接続を提供します。ネットワーキングを提供する一連のプログラム- ネットワークソフトウェア。特定のネットワークで実行できるサービスのタイプを定義します。現在一般的 2つの基本概念 そのようなソフトウェアの構築：

- 「ファイルサーバーのコンセプト」 -ネットワークソフトウェアはファイルの形で多くのユーザーに情報リソースを提供する必要があるという事実に基づいて\u003d\u003eそのようなネットワーク内のサーバーは呼び出されます ファイルそしてネットワークソフトウェアは ネットワークオペレーティングシステム..。その主要部分はファイルサーバーにあり、その一部はワークステーションにインストールされています。 シェル..。シェルは、リソースを要求するプログラムとファイルサーバー間のインターフェイスとして機能します。このようなサーバーは、すべてのユーザーが使用するファイルのリポジトリです。この場合、ファイルサーバーにあるプログラムとデータファイルの両方が自動的にワークステーションに転送され、そこでこのデータが処理されます。

- クライアント-サーバーアーキテクチャ -この場合、ネットワークソフトウェアはソフトウェアシステムで構成されます 2クラス:

- サーバープログラム -サーバーの動作を保証するいわゆるソフトウェアシステム

- クライアントプログラム -クライアントユーザーに提供するソフトウェアシステム

これらのクラスのシステムの操作は、クライアントプログラムがサーバープログラムに要求を送信し、メインデータ処理がサーバーコンピューターで実行され、クエリの結果のみがユーザーのコンピューターに送信されるように構成されています。

ローカルエリアネットワークでは、最初のタイプの概念は通常、1つのファイルサーバーで使用されます。世界的には、クライアントサーバーアーキテクチャが主要なアーキテクチャです。

情報は、標準的な合意に従ってネットワークを介して提示および送信されます。このような標準規則のセットは、 プロトコル.

II。ローカルネットワークの類型

ネットワークの類型 -コンピュータ（コンピュータ）の通信チャネルによる接続の論理図。

ほとんどの場合、ローカルネットワークで使用されます 3つの主な類型:

- モノチャンネル

- 環状

- 星型

物理層でネットワークノードを接続する情報伝送チャネルの使用は、と呼ばれるプロトコルによって決定されます。 アクセス方法..。これらのアクセス方法は、対応するネットワークカード（アダプター）によって実装されます。このようなアダプタは、ネットワーク上のすべてのコンピュータにインストールされ、通信チャネルを介した情報の送受信を提供します。

モノチャネルタイポロジー -すべてのコンピューターが接続されているオープン通信チャネルが使用されます。いわゆる モノチャンネルバス （共通バス）。

ターミネーター

端子は、オープンネットワークケーブルに接続するために使用され、送信信号を吸収するように設計されています。この類型では、通常、リッスンアクセス方式を使用して、チャネルが空いているかどうかを判断します。

イーサネット（速度-10 Mbps）-アクセス方法の名前。アクセス方法が使用できます 高速イーサネット （速度-100Mbps）

個々のユニットの障害に対する耐性

タイポロジーの主な欠点：

ケーブルが壊れていると、ネットワーク全体が動作しなくなります

大量のネットワーク帯域幅の大幅な削減 トラフィック（-ネットワークを介して送信される情報）

リングの類型

通信チャネルとしてセグメントで構成される閉じたリングを使用します。セグメントは特別なデバイスによって接続されています- リピーター （リピーター）。リピーターは、ネットワークセグメントを接続するように設計されています。

ここでの主なアクセス方法は、トークンパッシングアクセス方法であるトークンリングです。

ネットワーク上のすべてのコンピューターを統合する中央通信センターがあります。アクティブセンターは、ネットワーク上のコンピューターを完全に制御します。アクセス方法も通常、トークンの使用に基づいています（たとえば、ボーレートが2 MbpsのArcnet）。さらに、イーサネットおよび高速イーサネットアクセス方式を実装できます。

タイポロジーの主な利点：

コンピュータの相互作用を管理する上での利便性

ネットワークの変更と拡張が簡単

ネットワークの主な欠点：

アクティブセンターに障害が発生すると、ネットワーク全体に障害が発生します

III。グローバルネットワークの構造

ネットワーク間で情報の交換が可能です。そのような通信を確実にするために、相互接続手段が使用されます。橋, ルーター そして ゲートウェイ..。これは、2つ以上のネットワークアダプタがインストールされた特別なコンピュータであり、それぞれが同じネットワークとの通信を提供します。ブリッジは、同じタイプのイントラネット通信チャネルでネットワークを接続するために使用されます。ルーターは、同じタイプのネットワークを接続しますが、イントラネット通信チャネルは異なります。ゲートウェイは、さまざまなタイプのネットワーク間の通信を提供し、ネットワークをさまざまなコンピュータシステムに接続するために使用されます（たとえば、ローカルネットワークはメインフレーム、ローカルネットワークはグローバルネットワーク、特定のパーソナルコンピュータはグローバルネットワーク）。

グローバルネットワークには、ローカルネットワーク、ワークステーション、ユーザー端末、およびサーバーコンピューターが接続されている通信サブネットが含まれます。通信サブネットワークは、情報伝送チャネルと通信ノードで構成されます。通信ノードは、ネットワークを介した情報の高速送信、最適な情報送信ルートの選択などのために設計されています。ネットワーク全体の効率を確保します。このようなノードは、特別なハードウェアデバイス、または適切なソフトウェアを備えた特別なコンピューターのいずれかです。

サーバーとユーザーは、ほとんどの場合、ネットワークアクセスプロバイダーを介してWANに接続します- プロバイダー.

IV。グローバルインターネットの主な機能

各ユーザーとサーバーには一意のアドレスが必要です。ネットワークを介して送信されるメッセージには、受信者と送信者のアドレスが提供され、送信中にネットワークアダプタによって固定長の部分に自動的に分割されます。 パッケージ..。さらに、各パケットには（これも自動的に）送信者と受信者のアドレスが提供されます。受信側のコンピューターでは、パケットは1つのメッセージに収集されます。

ネットワーク上のすべてのサーバーまたはユーザーコンピューターには 3レベルのアドレス:

-ローカルアドレス -ネットワークアダプタのアドレス。これらのアドレスは機器メーカーによって割り当てられ、一意であるため彼らの任命は一元化されています。このアドレスは、ローカルネットワーク内でのみ使用されます。

- IPアドレス -4バイトのシーケンス（4つの1バイトの符号なし整数）であり、次の2つの部分で構成されます。

最初の2バイトはネットワークを特徴づけます

次の2バイトはノード固有です

このアドレスは、ローカルアドレスに関係なく、ネットワーク管理者によって割り当てられます。ネットワークがインターネットの不可欠な部分として動作する場合、ネットワーク番号（最初の2バイト）は、専用のICANN組織の推奨に基づいて割り当てられます。それ以外の場合、ネットワーク番号は管理者が任意に選択します。ホスト番号（2番目の2バイト）は、ネットワーク管理者によって割り当てられます（たとえば、192.100.2.15）。ノードは複数のネットワークに属することができます。この場合、複数のIPアドレスが必要です\u003d\u003e IPアドレスは、単一のコンピューターではなく、1つのネットワーク接続を特徴づけます。ネットワークを介して送信されるメッセージは、送信者と受信者のIPアドレスでタグ付けされます。

- ドメインアドレス （ドメイン名）-現在の作業でユーザーがIPアドレスを使用するのは不便です\u003d\u003eインターネット上にいわゆるインターネットがあります。ドメインネームシステム（DNS）。このシステムでは、ドメイン名と呼ばれるユーザーフレンドリーなテキスト名（識別子）が与えられ、その背後に対応するIPアドレスが隠されています。ユーザーはドメイン名を操作し、対応するソフトウェアは特別なDNSサーバーを使用して、ドメイン名を自動的にアドレスに変換し、送信されたパケットを提供します。完全修飾ドメイン名（DNSアドレス）は、ピリオドで区切られた一連の名前です。左側の最初は特定のコンピューターの名前、次に組織、地域などのドメイン名、右側の最後はいわゆる名前です。 ルートドメイン..。ルートドメイン名は 状態で （たとえば、ru-ロシア、us-米国、kz-カザフスタンなど）または 特定の種類の組織に所属するため （com-コマーシャル、edu-教育、gov-政府、mil-軍事、net-ネットワーク、org-組織）。その後、他の同様のルートドメインが定義されました（芸術-芸術、文化、会社-ビジネス、情報-情報、名目-個人）。

ホスト（ローカルネットワークサーバーなど）を介してインターネットにアクセスできるコンピューターの名前は、フルネームの後続の部分からドットではなく@記号（ "et"）で区切られます。例えば、 [メール保護]

V.インターネット上のサービスの種類

インターネット上でのサービスの提供は、クライアントサーバーモデルに基づいています。コンピュータをインターネットに接続するには、電話回線、インターネットへのゲートウェイを備えたプロバイダー、および モデム (moモジュレーター- デムmodulator）-電話接続を介してグローバルネットワークに接続するための特別なアダプター。ユーザーがインターネットを閲覧するために使用するプロバイダーのコンピューターは、 ホスト..。インターネット上のサーバーによって提供される最も有名なサービスは次のとおりです。

- Eメール （電子メール）-コンピュータ間でメッセージを転送するプロセスです

-ファイル転送 （FTPシステム）-特別なFTPサーバーから任意のユーザーにファイルを送信し、ファイルを受信し、完全なサーバー名と完全なファイル仕様を指定するように設計されています

-リソースを表示 （GOPHER-system）-コンテンツ（トピック、キーワード、フレーズなど）によるGOPHERサーバー上のファイルの検索を提供します

-電話会議 -ディスカッションやニュースの交換用に設計されており、さまざまなトピックについて開かれている情報グループにメッセージを読んだり送信したりできます。最大のものは電話会議システムです UseNet （ユーザーは、利用可能なトピックのいずれかに「サブスクライブ」し、ニュースを表示し、メッセージを送信できます）。もう1つの主要な電話会議システムは IRC （インターネットリレーチャット）（グループメンバーがリアルタイムで通信できるようにします（インタラクティブモード）。この場合、ユーザーは画面に常に着信情報を表示し、同時に他のすべてのグループメンバーの画面にすぐに届くメッセージを投稿できます）

-ワールドワイドウェブwww（ワールドワイドウェブ）-上記のツールの機能を1つの情報ツールに組み合わせて、グラフィックイメージ、サウンド、ビデオの転送を追加する試みです。それは原則に基づいています ハイパーテキスト （-相互参照のある情報オブジェクトのシステム。ドキュメントには、意味によって関連付けられた他のドキュメントへのリンクが含まれています）。以前はテキストドキュメントにのみ使用されていましたが、現在はハイパーテキストドキュメントが呼び出されます ハイパーメディアドキュメント..。参照されるオブジェクトは、リモートコンピューターに配置できます。ハイパーメディアドキュメントは、特別な言語のHTML（ハイパーテキストマークアップ言語）を使用して作成され、特別なサーバー（www-server、web-server）に保存されます。これらのドキュメントは、多くの場合、WebページまたはWebサイトと呼ばれます。対応するクライアントプログラムが呼び出されます ブラウザ （英語のブラウザから）-検索エンジン。最新のブラウザのほとんどは、Webサーバーのページだけでなく、他の種類のサービスへのアクセスも提供します。同時に、さまざまなリソースを参照して、いわゆる。 URL（統合リソースロケーター）。次の形式です。 リソースコード：//仕様を要求します。リソースコードによって、使用する必要のあるサービスのタイプが決まります。http-Webサーバーを使用してWebサイトを表示する、ftp-ftpシステム、gopher-gopherシステム、news-use-net接続、mailto-email、等

テキスト、スピーチ、音楽など、あらゆる性質の信号が情報のソースおよびキャリアになる可能性があります。ただし、情報を自然な形で保存および処理することは不便であり、場合によっては不可能です。このような場合、コーディングが使用されます。コードは、さまざまなアルファベットと単語を比較するためのルールです（ それらは、重要なメッセージを分類するために使用されたときに、秘密の書き込みの形で古代に登場しました). 歴史的に、メッセージを送信するための最初のユニバーサルコードは、モールス電信装置の発明者の名前に関連付けられており、モールスコードとして知られています。各文字または数字は、一時停止で区切られた、ドットと呼ばれる短いダッシュと長いダッシュの独自のシーケンスに対応します。

コンピュータは、数値形式で提示された情報を処理できることが知られています。数字を書くにはさまざまな方法があります。番号を書き込んで名前を付けるための一連の手法は、番号システムと呼ばれます。番号システムが分割される2つの主要なクラスを指定することが可能です- 位置そして 非定位置..。位置番号システムの例は10進数で、非位置番号システムはローマ番号システムです。

非定位置システムでは、放電の定量値はその画像によってのみ決定され、その場所に依存しません（位置）中。基本番号を表す一連の記号が導入されており、残りの番号はそれらの加算と減算の結果です。ローマ数字体系で小数点以下の桁数を示すための基本的な記号：私 - 1、バツ - 十、 C -百、 M -それらの千と半分 V - 五、 L -50、 D -500。自然な数字はこれらの数字を繰り返すことによって書かれます（ たとえば、II-2、III-3、XXX-30、CC-200）。大きい桁が小さい桁の前に来る場合、それらは加算され、逆に、それらは減算されます（ たとえば、VII-7、IX-9）。非位置番号システムでは、分数と負の数は表されないため、位置番号システムのみに関心があります。

番号システムは、その中の番号の値がシステムで採用されている記号と位置の両方によって決定される場合、位置と呼ばれます（ ポジション）数のこれらの文字の。例えば：

123,45 = 1∙10 2 + 2∙10 1 + 3∙10 0 + 4∙10 –1 + 5∙10 –2 ,

または、一般的に：

X（q）\u003d xn -1 qn -1 + xn -2 qn -2 +…+ x 1 q 1 + x 0 q 0 + x -1 q -1 + x -2 q -2 +…+ x -mq –m。

ここにバツ（q）-基本数値システムに数値を記録する q;

バツ I-q未満の自然数、つまり数字;

n -整数部分の桁数。

m -小数部の桁数。

左から右に数字を書くと、数字のコード化された表現が得られます q-ary番号システム。

X（q）\u003d x n-1 x n-2 x

1 x 0、x -1 x -2 x-m。

コンピュータサイエンスでは、コンピューティングテクノロジーの電子的手段を使用しているため、バイナリ番号システムは非常に重要です。 q\u003d 2.コンピュータ技術の開発の初期段階では、コンピュータの電子回路での実装が単純であるため、実数を使用した算術演算はバイナリシステムで実行されていました。デジタルコンピュータの基本要素の動作原理は、電流が流れるかどうか、または磁気キャリアがどの方向に磁化されるかなど、2つの安定した状態に基づいていることに注意してください。バイナリ番号を書き込むには、各状態に対応する0と1の2桁のみを使用するだけで十分です。バイナリシステムの加算テーブルと乗算テーブルには、4つのルールがあります。また、コンピューターでビット単位の演算を実装するには、10進数システムで100ルールの2つのテーブルの代わりに、バイナリで4ルールの2つのテーブルが必要です。

0 + 0 = 0	0 * 0 = 0
0 + 1 = 1	0 * 1 = 0
1 + 0 = 1	1 * 0 = 0
1 + 1 = 10	1 * 1 = 1

したがって、ハードウェアレベルでは、200の電子回路ではなく、8つの電子回路があります。ただし、数値を2進数で書き込む方が、同じ数値を10進数で書き込むよりもはるかに長くなります。通常、人は5〜7単位の情報しか同時に認識できないため、使用するのは面倒で不便です。したがって、2進数システムとともに、オクタル（ その中で、その数は二項数体系の3分の1です。）および16進数システム（ その中の数はバイナリの4分の1です).

10進法は便利で使い慣れているので、その中ですべての算術演算を行い、累乗の展開に基づいて任意の非10進法（q≠10）から数値を変換します。 q..。 10進数から他の数値システムへの変換は、乗算と除算のルールを使用して実行されます。この場合、全体と部分部分は別々に翻訳されます。

2桁の数字体系のアルファベット： 0 1

8桁の数字体系のアルファベット： 0 1 2 3 4 5 6 7

10桁の数字体系のアルファベット： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

16進数システムのアルファベット： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

から数値を変換するには 10進数他の番号システムの番号システムは、そのシステムに基づいてこの番号を「完全に」分割する必要があります（ システムの基本は、アルファベットの文字数です。）、そこに数値を変換し、残りを右から左に読み取ります。から数値を変換するには どれか 10進数のシステムの場合、各桁の内容に、桁の順序番号に等しい累乗でシステムのベースを掛けて、すべてを加算する必要があります。からの数値の変換 オクタル システムからバイナリへは、左から右へのオクタル桁を3つのバイナリ桁に置き換えることによって実行されます。からの数値の変換 バイナリ オクタルの番号システムは、右から左に2桁の各トライアドを1つのオクタル桁に置き換えることによって実行されます。

から数値を変換するには 10進法 他の番号システムへの番号、あなたは標準プログラムを使用することができます電卓.

数字を入力してラジオボタンの1つをクリックする六角, 12月, 10月 または 置き場、対応するシステムでこの番号の表現を取得します。

すでに述べたように、コンピュータにとって自然な2進数システムは、人間の知覚には不便です。対応する10進数と比較して、2進数の桁数が多いため、1と0が単調に交互に変化するため、エラーが発生し、2進数の読み取りが困難になります。バイナリ番号の読み書きの便宜のために（ しかし、デジタルコンピュータ用ではありません！）、書き込みと読み取りのためのより便利な番号システムが必要です。これらは、ベースが2 3 \u003d 8および24 \u003d 16のシステムです。 8進数と16進数のシステム。これらのシステムは、一方で、バイナリシステムからの非常に簡単な変換を提供するという点で便利です（ 逆翻訳だけでなく）、なぜならシステムの基本は2の累乗ですが、コンパクトな形式の数字は保持されます。オクタルシステムは、第1世代および第2世代のコンピューターでマシンプログラムを記録するために広く使用されていました。現在主に使用されています

16進法。これは、16進システムと2進システムの間の対応の例です。

の例 ノート:

0000 \u003d 0; 0001 \u003d 1; 0010 \u003d 2; 0011 \u003d 3; 0100 \u003d 4; 0101 \u003d 5; 0110 \u003d 6; 0111 \u003d 7; 1000 \u003d 8; 1001 \u003d 9; 1010 \u003d A; 1011 \u003d B; 1100 \u003d C; 1101 \u003d D; 1110 \u003d E; 1111 \u003d F。

コンピュータでは、「マシンワード」の形式での情報の表現が使用されます。その長さは、特定のタイプのコンピュータの特性である特定のビット数に等しくなります。第一世代のコンピューターでは、45ビットなどのさまざまな長さのマシンワードが使用されていました。つまり、整数のバイト数とは異なります。最近のコンピューターでは、単語の長さは通常4または8バイトです（ パーソナルコンピュータの最初のモデルは1または2バイトでした).

マシンメモリ内のワード

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

上位バイト下位バイト

5.1プレゼンテーションの問題

数値を物理的に表現するには、いくつかの安定した状態の1つになり得る要素が必要です。

コンピュータを構築するために10進数システムが選択された場合、そのような状態は10個あるはずです。 8進数システムの場合、このような状態は8で、16進数の場合は-16などです。状態の数は、常に番号システムのベースと等しくなければなりません。

当然、そのような数の州はそれらの実施に困難を引き起こします。

前世紀の40年代半ば、フォンノイマンを含む数学者のグループが、コンピューターで情報を表すために2進数システムを使用することを提案しました。

バイナリ番号システムの場合、2つの安定した状態（大まかに言えば、スイッチはオン（この状態は論理的に1に対応）とスイッチはオフ（この状態は論理的に0に対応）が存在する必要があります。

技術的な実装の観点から最も単純なのは、2つの安定した状態のいずれかになり得るいわゆる2位置要素であることは非常に明白です。たとえば、電磁リレーが閉じているか開いている、強磁性表面が磁化または消磁されているなどです。

2位置要素の技術的実装の単純さは、バイナリ番号システムのコンピュータで最大の分散を保証しました。

さらに、コンピュータサイエンスでは、8進数と16進数のシステムも使用されます。これらのシステムのベースは2の整数乗に対応しているため、2進数システムに変換するためのルール、およびその逆のルールは非常に単純です。

すべての情報は、バイナリコードの形式でコンピュータに表示されます。値0または1をとるバイナリコードの個々の要素は、ビットまたはビットと呼ばれます。














n

メモリと呼ばれるマシンのブロックに情報を格納します。メモリのブロックを長方形として描きましょう。メモリはバイトに分割されます。アドレスを割り当てることができる情報の最小の分割できない単位はバイトです（最近のコンピューターでは、1バイトに8ビットが割り当てられています）。数字はゼロから始まり、いくつかの数字「n」で終わります。 nの値は、コンピューターのタイプによって異なります。

メモリストア：

nデータ（いわゆるデータ領域）

nプログラム（プログラムエリア）

nサービス情報（システムと呼ばれ、領域はシステムとも呼ばれます。メモリにはそのような領域が2つあります）。

メモリは、システム領域で「開始」し、システム領域で「終了」します。

そのため、メモリはアドレスによってアクセスできるセル（ビットグリッド）に分割されます。

メモリの各バイトは、ビットまたはビットに分割されます。

従来、ビットグリッドは、ビット（ビット）を分割した狭い長方形として表すことができます。

M
		…

排出グリッド

各ビット（ビット）は1つの物理要素に対応します。論理的には、これは1または0です。

コンピュータメモリ内の数値情報の表現は、データタイプとしての現代の問題指向言語のそのような概念と密接に関連しています。現代の言語は、プログラムで使用される変数のタイプを追跡するのに非常に厳格です。変数のタイプによって、この変数の可能な値のセット、その内部表現のサイズ、および変数に対して実行できる操作のセットが決まります。数値の場合、重要なポイントは許容値の範囲です。

概念 データ・タイプ 二重の性質です。寸法に関して、マイクロプロセッサハードウェアは次の基本的なデータタイプをサポートします。

バイト -0から7までの番号が付けられた8つの連続するビット。ビット0が最下位ビットです。

ダブルバイト (語 16/32ビットアーキテクチャ） - 連続したアドレスを持つ2バイトのシーケンス。ワードサイズ-16ビット; ワード内のビットには0から15までの番号が付けられます。ゼロビットを含むバイトは呼び出されます 下位バイト、15番目のビットを含むバイトは 上位バイト。Intelマイクロプロセッサには重要な機能があります。最下位バイトは常に下位アドレスに格納されます。 ダブルバイトアドレスその最下位バイトのアドレスが考慮されます。上位バイトアドレスは、ダブルバイトの上位半分にアクセスするために使用できます。

ハーフワード - シーケンシャルアドレスにある4バイト（32ビット）のシーケンス。これらのビットには0から31までの番号が付けられています。ゼロビットを含むダブルバイトは呼び出されます 下位ダブルバイト、31番目のビットを含むダブルバイトは 上位ダブルバイト。最下位のダブルバイトは下位アドレスに格納されます。 ハーフワードアドレスその最下位バイトのアドレスが考慮されます。上位ダブルバイトアドレスは、ハーフワードの上位半分にアクセスするために使用できます。

語（ビット数がアーキテクチャのビット数に対応するタイプ） - 連続したアドレスを持つ8バイトのシーケンス。ワードサイズ-64ビット; ワード内のビットには0から63までの番号が付けられます。ゼロビットを含む半条件はと呼ばれます 最下位のハーフワード、そして63番目のビットを含むハーフワードは シニアハーフワードで。Intelマイクロプロセッサには重要な機能があります。最下位のハーフワードは常に下位アドレスに格納されます。 ワードアドレスその最下位バイトのアドレスが考慮されます。上位ハーフワードアドレスを使用して、上位ハーフワードにアクセスできます。

ダブルワード - シーケンシャルアドレスにある16バイト（128ビット）のシーケンス。これらのビットには0から127までの番号が付けられています。ゼロビットを含むワードは呼び出されます。 ジュニアワード、そして127番目のビットを含む単語は シニアワード。下位ワードは下位アドレスに格納されます。 ダブルワードアドレスその最下位の単語のアドレスが考慮されます。上位ワードアドレスは、ダブルワードの上位半分にアクセスするために使用できます。

ビット幅の観点からデータタイプを解釈することに加えて、命令レベルのマイクロプロセッサはサポートします 論理的これらのタイプの解釈。

符号なし整数型 は、8、16、32、64、または128ビットの符号なしバイナリ値です。

バイト-0から255;
2バイト-0から65535;
ハーフワード-0から232–1;
単語-0から264-1;
ダブルワード-0から2128-1まで。

符号付き整数型 は、8、16、32、64、または128ビットの符号付きバイナリ値です。このバイナリ番号の符号は、最上位ビットに含まれています。

このデータタイプの数値範囲は次のとおりです。

8ビット整数--128〜 + 127;
16ビット整数--32,768〜 + 32,767;
32ビット整数--231〜 + 231-1;
64ビット整数--263から+ 263-1;
128ビット整数--2127〜 + 2127-1。

有効なタイプ 実数を指数形式でエンコードします。

エンコードされた数は、次の式で計算されます。

N \u003dマンティサ2オーダー ;

32ビット実数-3.410-38から3.41038;
64ビット実数-1.710-308から1.710308;
80ビット実数-3.410-4932から1.1104932。

プロセッサのタイプによって決定されるビット深度に加えて、プログラミング言語（特にコンパイラの機能）を考慮する必要があることに注意してください。たとえば、Turbo Pascalプログラミング言語は実際のデータタイプをサポートし、48ビットはこのデータタイプ用に予約されています。

コンピューターで処理される情報のアドレス可能な最小単位は1バイトであることを繰り返します。 1バイトは8つの2桁で構成されます。

コンピュータメモリ内の数値の表現について詳しく考えてみましょう。

5.2コンピューターでの数字の表現形式。

コンピューターで数値を表すために、2つの異なる形式が使用されます。整数の場合は固定点（comma）で、実数の場合は浮動小数点（comma）です。

整数は、符号付きと符号なしの両方で表すことができます。

8ビット（つまりバイト）のグリッドを取り、符号なし整数がどのように表されるかを理解してみましょう。 1つの符号なしバイトに収まる最小数はゼロです。

番号0は署名されていません。

単一の符号なしバイトで表すことができる最大数は（バイナリで）111111112です。

この数値を10進数システムに変換します（カウントを簡単にするために、最初に8番目の数値に変換します）。

したがって、1つの符号なしバイトに、最大10進数255を入れることができます。

同様に、2バイト（つまり16ビット）に収まる最大数を計算できます。

11111111111111112=6553510.

符号付きの番号の場合、左端の桁は符号用に予約されています。正の数の場合、このビットは0であり、負の数の場合は-1です。

8ビットグリッドの数値+12は、1210 \u003d 11002と記述されます。

'+'記号

ビットグリッド内の数値の位置に注意してください。符号ビットと数値の最初の有効ビットの間にはゼロがあります。

8つの符号付きビットに収まる最大の正の数を計算してみましょう。その数には7ビットが割り当てられています。

11111112=1778=1.82+7.81+1.80=64+56=127.

次に、符号付き16ビットグリッドに適合する最大の正の数を計算しましょう。

1111111111111112 \u003d 7FFF16 \u003d 716.163 + F16.161 + F16.161 + F16.160 \u003d 7.163 + 15.162 + 15.161 + 15.1 \u003d 32767。

負の数を表すことは、正の数を表すこととは大きく異なります。まず、いくつかの概念について考えてみましょう。つまり、順方向、逆方向、および補完的なコードの定義を紹介します。

5.3順方向、逆方向、および追加のコード。

1）正の数。

正の数の場合、順方向コードは逆方向コードに等しく、補数コードに等しくなります。

バイナリ番号XのダイレクトコードXprには、バイナリデジタル数字が含まれており、左側に番号の符号が書かれています。

正の数97を8ビットグリッドに配置します。

同じ番号を16ビットグリッドに配置します。

2）負の数。

負の数は、逆方向または相補コードのいずれかでコンピューターのメモリーに保管されます。

バイナリの負の数Xの逆コードXrefは、次のように取得されます。1は数の符号ビットに書き込まれ、デジタル数字で、0は1に置き換えられ、1は0に置き換えられます。

8ビットグリッドのリバースコードで数字-4を書き留めましょう。元の番号の係数のバイナリコードは1002に等しい。逆コードは、8ビットグリッドに書き込まれた元の番号の係数のバイナリコードの各ビットを反転することによって取得されます。

初期数の係数のバイナリコードは00000100です。各桁の反転を実行してみましょう。

番号-4の逆コードは次のように記述されます。

署名された退院

負の数Xの相補コードXaddは、右端のビットに1を加算することによって逆コードXobrから取得されます（最下位ビットと呼ばれます）。

したがって、Xadd \u003d Xobr + 00000001、つまり

1
（sign.digit）

（加算は2進数システム12 + 12 \u003d 102で実行されます）

2726252423222120

次に、結果の数値を10進数システムに取り込みます。

128+64+32+16+8+4=252

10進表記システムの数字-4の補完コードは252であることがわかりました。ê-4ê+ 252 \u003d 256を追加します。 256 \u003d 28。グリッド位置の数は8でした。252という数は、ç–4çの数を28 \u003d 1000000010に「補足」しました。

次に、2つのバイナリ番号を追加しましょう。8ビットグリッドの番号ç-4çのバイナリコードと、番号-4の追加コードです。

1 000 000002私たちは28を得ました

ある整数xの相補コードを取得するための一般的な規則を書き留めましょう。

2k- | x |、x<0, где k – количество разрядов сетки.

負の数の補完コードを取得するための別の非常に単純なルールがあります。

追加のコードを取得するには、最後の1桁と先行ゼロを除いて、左端の桁から始めて、元の数値の係数の直接コードのすべての桁を反転する必要があります。

00000100ダイレクトコードç-4ç

11111 100

数字の反転

1つの符号付きバイトに入れることができる最小の負の数を定義しましょう。そのような番号の直接コードは-1111111です。左端の桁は数字記号用に予約されています。番号Aの追加コードを見つけましょう。Adop\u003d 10000000。

したがって、8ビットグリッドに書き込むことができる最小の負の数は27 \u003d -128です。同じように推論すると、16ビットグリッドの場合、最小の負の数は215または-32768であることがわかります。

減算（または代数加算）の操作を簡素化するために、順方向、逆方向、および追加のコードが導入されています。逆コードと相補コードの助けを借りて、減算操作は算術加算操作に削減されます。この場合、オペランドは逆または2の補数コードで表されます。具体的な例を見てみましょう。簡単にするために、4ビットグリッドを検討します。

a）x-yを計算します。ここで、x \u003d + 6、y \u003d -3であり、結果は正の数になります。

xpr \u003d hobr \u003d xdop \u003d 0.110; uobr \u003d 1.100; udop \u003d 1.101

リバースコードでの追加：

uobr \u003d 1.100

この場合、ビットグリッドに収まらない単位（符号ビットからの転送単位）がコード合計の右ビットに周期的に加算されます。答えは正のバイナリ数0.0112 \u003d 310です。

udop \u003d 1.101

補足コードを追加すると、ビットグリッドの境界を超える左側のユニットは破棄されます。結果は正の数310です。

b）2番目のケースを考えてみましょう。数字の符号は異なりますが、結果は負の数字になります。

x \u003d -610 \u003d -1102およびy \u003d + 310 \u003d +0112。

Hobr \u003d 1.001、xdop \u003d 1.010、ctr \u003d ubr \u003d udop \u003d 0.011。

リバースコードでの追加：

コントロール\u003d 0.01

この場合、代数和の逆コードが得られますので、逆コードから直接コードに移行する必要があります。

（x + y）arr \u003d 1.100、したがって、（x + y）pr \u003d -0112 \u003d -310（符号の数字の1つはマイナスになり、他のすべての数字は反転します）。

追加コードの追加：

コントロール\u003d 0.01

答えは補完的なコードで提示されます。代数和の直接コードを取得する必要があります。

（1.101）add®（1.100）arr®-0112\u003d -310。

c）3番目のケース：両方の数値が負です。

X \u003d -6 \u003d -1102、y \u003d -3 \u003d -0112。

Hobr \u003d 1.001、xdop \u003d 1.010、

Uobr \u003d 1.100、udop \u003d 1.101。

補完的なコードで代数的加算を検討してください。

この場合、転送は合計の符号ビットからのみ発生するため、いわゆる負のオーバーフローが発生します。その結果、結果は負になり、このビットグリッドの最大許容値を超えました。結果を1桁右にシフトしてから、（x + y）add \u003d（1.0111）addを実行します。追加のコードからdirectに移りましょう：

（1.0111）add®（1.0110）arr®（1.1001）pr \u003d -910。

コンピュータで計算を実行するプロセスでは、「正」と「負」の両方のゼロを形成でき、追加のコードでのみ一意の表現を持つことに注意してください。本当に、

（+0）pr \u003d 0.00 ... 00; （-0）pr \u003d 1.00 ... 00、

逆コードで

（+0）arr \u003d 0.00 ... 00; （-0）arr \u003d 1.11 ... 11

追加のコードで

（+0）追加\u003d 0.00 ... 00; （-0）追加\u003d 0.00 ... 00。

また、特定の長さのビットグリッドの場合、補数コードは正の数よりも1つ多い負の数を表すことにも注意してください。

これらの理由から、コンピューターはしばしば追加のコードを使用して負の数を表します。

そして最後の非常に重要な注意：

さらに、合計の最上位ビットが結果に割り当てられたビットグリッドに収まらず、符号ビットを「キャプチャ」すると、当然、合計の値が歪む状況が発生する可能性があります。

例。符号付きの4桁のグリッドを指定します。このグリッドには、2つの正の数x \u003d 5とy \u003d 7の合計の結果を配置する必要があります。

xpr \u003d 0.101、ex \u003d 0.111

符号ビットが1に等しいため、結果は追加のコードとして認識され、合計の値を表示しようとすると、たとえば画面に、プロセッサは直接コードに移動します。

（1.100）add®（1.011）arr®-1002\u003d -410。

結果に6桁が割り当てられた場合にどうなるか見てみましょう。

（x + y）pr \u003d（0.01100）pr \u003d +12。

2つの数値の合計は正しく計算されます。

自分でやれ:

1.番号の追加コードを見つけます：-45、123、-98、-A516、-111、-778。データ形式は1符号付きバイトです。

2.番号の追加コードを検索します：-11100018、234、-456、-AC0916、-32324、CC7816、-110012、。データ形式は2つの符号付きバイトです。

5.4浮動小数点による数値の表現。

2ポイント400分の1の数学的表記は2.04のように見えますが、そのような表記は0.204×10、またはそのような20.4×10-1、またはそのような0.0204×102です...このシリーズは無期限に続けることができます。何に気づきましたか？ -コンマは左または右に移動（「フロート」）します。数値の値を変更しないために、負または正の累乗で10を掛けます。

浮動小数点形式は、コンピューターメモリ内の実数を表すために使用されます。コンピュータで表現できる実数のシステムは離散的で有限であることを覚えておく必要があります。

一般に、浮動小数点数Nは、次の2つの要素の積です。

m-数値のマンティッサと呼びます（マンティッサの整数部分の係数は、1からS-1（これらの数値を含む）の範囲で変化します。ここで、Sは数値システムのベースです）。

p-整数次、

Sは番号体系のベースです。

正規化された表記と指数表記の数値を区別します。マンティッサが通常の分数であり、ドットの後の最初の桁がゼロと異なる場合、その数は正規化と呼ばれます。

指数形式で数値を表す場合、ゼロ以外の数字を1つだけ含む整数部分が存在する必要があります。実際、この形式の表現は、数値を書き込む標準の数学形式と一致します。

PCの実数は、指数形式で表示されます。

したがって、浮動小数点数を表す場合は、マンティッサと順序をコンピュータのビットグリッドにその符号とともに書き込む必要があります。この場合、数字の符号はマンティッサの符号と一致します。数値314.6789を指数形式で書いてみましょう：314.6789 \u003d 3.1467890000E +2。オーダーイメージに割り当てられたビット数によって、コンピューターで表される浮動小数点数の範囲が決まります。

また、この範囲は採用したナンバーシステムのベースSにも依存します。

実数型の任意の数の値は、実数の内部形式に依存する有限の精度でのみPCで表されます。数の表現の精度は、マンティッサの桁数が増えると高くなります。

注文の操作を簡素化するために、常に正であるいわゆるシフトされた順序を使用して、正の整数の操作に縮小されます。シフトされた次数は、次数pに正の整数を追加することによって取得され、その値は特定のデータ形式によって異なります。

小数点はマンティッサの左（最上位）桁の前を意味しますが、数字を操作するとき、その位置はバイナリの順序に応じて左または右にシフトします。

PCタイプのPCの場合、長さ4バイトのビットグリッド（いわゆる単一精度）での数値の表現を検討してください。 32ビットのグリッドを描画して、これらのビットがどのように分散されているかを見てみましょう。

0 1 2 3 4 5 6 7 8 … 31

…

マンティッササインオーダーマンティッサ

ビットグリッドの数値–13.75を単一の精度で表す必要があるとします。これを行うには、次の手順に従います。

1.番号を2進数システムに変換します。

2.それを指数形式で表す。

3.元の注文とマンティッサを取得します。

4.オフセット順序を取得します。

1) 13.7510=1101.112

75/100=3/4=3/22=0.112

2）バイナリ番号1101.11を指数形式1101.11 \u003d 1.10111E +3で表します。

3）元の注文は3です。

指数形式で表される2進数の整数部分は常に1であるため、数字を保存するために（したがって、数値の表現範囲を広げるために）、数値の整数部分はビットグリッドに書き込まれないことに注意してください。

4）オフセット次数を計算します（単一精度形式では、127が元の次数に追加されます）

Pcm \u003d 3 + 127 \u003d 130 \u003d 128 + 2 \u003d 27 + 2 \u003d 100000002 + 102 \u003d 1000 00102

Pcm \u003d 100000102

マンティッサ\u003d .101112

数字の符号は正であるため、左端の桁は0です。

0 10000010 10111000000000000000000

サインオーダーマンティッサ

結果の数値を16進表記で表します

0100 0001 0101 1100 0000 0000 0000 0000

したがって、16進数の415С0000が得られました。

逆の問題を解いてみましょう。

変数Aの値16進表記A \u003d BE200000で浮動小数点形式で表されます。 Pascalの単一変数タイプ。変数Aの10進値を見つけます。

逆の問題を解決するには、次の手順を実行する必要があります。

1）16進数を2進数に変換します。

2）マンティッサの符号を選択\u200b\u200bします（マンティッサの符号は番号の符号と一致します）。

3）シフトされた順序を強調表示します。

4）元の注文を計算します。

5）整数部分を示すことを忘れずに、指数形式で数値を書き留めます。

6）数値を指数形式から通常の表記に変換します。

7）数値を2進数から10進数に変換します。

リストされたアクションを実行してみましょう。

BE200000 \u003d 1011 1110 0010 0 ... 0000

1 01111100 0100…0

サインオーダーマンティッサ

左の桁が1なので、数値は負です。

最初の順序を計算してみましょう：

P \u003d P-127 \u003d 1111100-127 \u003d 124-127 \u003d -3。

必要な数を2進数システムで指数形式で書いてみましょう。

A \u003d -1.01E-3。全体を含めることを忘れないでください。

必要な数を2進数システムの通常の表記法で表現しましょう。

A \u003d -1.01E-3 \u003d -0.001012 \u003d -0.2816 \u003d -0.15625。

浮動小数点形式で表される数値の代数的加算の操作は、固定点形式で表される数値の場合よりもいくらか複雑です。実行されると、被加数の次数が最初に整列されます。次数の比較の結果、絶対値の小さい方の次数は大きい方の次数と等しいと見なされ、そのマンティッサは次数の差に等しい16桁の桁数だけ右にシフトされます。

より小さな項のマンティッサをシフトするプロセスでは、最下位ビットが失われ、この操作の結果に特定のエラーが発生します。

順序を揃えた後、マンティッサの代数的加算が実行されます。

コンピュータメモリ内の数値情報の表現に関するいくつかの結果を要約しましょう。

デジタルマシンでの数値情報の表現は、原則として、エラーの出現を伴います。エラーの大きさは、数値の表現形式とマシンのビットグリッドの長さに依存します。

任意の形式の表現で数値を書き込むには、次のことを覚えておく必要があります。 私は最終です 桁数。整数の場合、これは最大および最小の整数の概念につながりました。ただし、絶対値の最大値を超えない各整数について、マシンコードには正確に1つの表現があり、オーバーフローがない場合、初期数の個別のセットが結果の個別のセットに一意にマップされるため、整数に対して操作を実行した結果は正確になります。

実数は別の問題です。実数は連続したセットを形成します。コンピュータメモリでは、実数はコードに置き換えられ、有限の離散セットを形成します。したがって、次のようになります。

・連続したセットの数の間の厳密な関係は、それらのコンピューターコードに対して非厳密な関係に変わります。

・計算結果には避けられないエラーが含まれています。コンピューターメモリ内の実際の数値コードは間隔からの多くの数値の近似表現であるため、エラーの推定は独立しており、簡単な作業とはほど遠いものです。

最大の実数の概念とともに、最小の数の概念が表示されます。 マシンゼロ。 コンピューターでマシンゼロとして認識される数値の具体的な意味は、特定のプログラミング言語で使用されるデータのタイプによって異なります。

自分でやれ：

1）浮動小数点形式の10進数Aの16進表現を見つけます。ナンバータイプシングル。

A \u003d -357.2265626; A \u003d -0.203125; A \u003d 998.46875;

A \u003d -657.4375; A \u003d 998.8125; A \u003d -905.34375; A \u003d 897.5625

A \u003d 637.65625; A \u003d 56.53125; A \u003d -4.78125。

2）変数Aの値は、浮動小数点形式で16進表記で表されます。 Pascalの単一変数タイプ。変数Aの10進値を見つけます。

A \u003d C455C200; A \u003d 43D09400; A \u003d 443F9000; A \u003d C2FF8000;

A \u003d 44071C00; A \u003d 435D2000; A \u003d C401F000; A \u003d C403EC00;

A \u003d C3D87400; A \u003d C3D40000; A \u003d C411FA00; A \u003d 3F700000。

5.5テキストおよびグラフィック情報のコーディング。

情報コーディング理論は、理論情報学の一分野です。このコースの目的には、コーディング理論の問題は含まれていません。テキストとグラフィック情報のコーディングを簡単に簡略化してみましょう。

テキスト情報のエンコード。

テキスト情報のコーディングでは、各テキスト文字に正の整数のコードが割り当てられます。文字エンコーディングに割り当てられたビット数に応じて、すべてのタイプのエンコーディングは、8ビットと16ビットの2つのグループに分けられます。エンコーディングのタイプごとに、文字とそのコードがコーディングテーブルを形成します。コーディングテーブルでは、コードの前半は、制御文字、および英語のアルファベットの数字と文字をエンコードするために予約されています。残りは国のアルファベットの文字をコーディングするためのものです。

ロシア語のアルファベットの文字のエンコードを含む8ビットのエンコードには、ASCII、DKOI-8、Win1251が含まれます。

16ビットUnicodeでは、216の異なる文字を表現できます。 Unicodeコードテーブルには、現代のすべての国の言語の文字が含まれています。最初の128コードの文字は、ASCIIテーブルと同じです。

画像のエンコード。

画像のビットマップコーディングを検討してください。

表記法を紹介しましょう：

K-画像をエンコードするときに使用されるさまざまな色の数。

nは、画像内の1点の色をエンコードするために必要なビット数です。 Kとnは次のように関連しています。

画像に1点を格納するために必要なビット数は、色の深さと呼ばれます。

画面の一点のカラーリングは、赤、緑、青の3つの基本色を使用して形成されます。これらの3色はRGBモデルの基礎です。彼らの助けを借りて、あなたは23の異なる色を手に入れることができます。この場合、3つの基本色のそれぞれをエンコードするには1ビットで十分です。ただし、各ベースカラーは、その存在だけでなく、その強度によっても特徴付けられます。各色の明るさは、8ビットのバイナリ番号でエンコードされます。色の深さは8です。したがって、1つの基本色の色合いの数は28です。これは、3つの基本色から（256）3 \u003dを取得できることを意味します。

16 777216色と色合い。ビデオメモリ内の各ピクセルに関する情報は

n \u003d 8×3 \u003d 24ビット\u003d 3バイト。

したがって、1つの画面イメージを格納するために必要なメモリの量は、画面の幅と画面の高さおよび色の深さの積に等しくなります。幅と高さはピクセル単位で指定されます。

一般に、ビットマップを格納するために必要なメモリの量は、次の式で計算されます。

V \u003d W×H×n（ビット）、

ここで、Wはポイント単位の画像の幅です。

H-ポイント単位の画像の高さ。

Vは、ビットマップを格納するために必要なメモリの量です。

レクチャーNo.1「情報の概念、情報の収集、送信、処理、蓄積のプロセスの一般的な特徴」

情報。情報の種類の存在。情報のプロパティ。コンピューターでのデータ表示。表記。位置番号システム。ある番号システムから別の番号システムに番号を変換する。情報コーディング。情報ユニット。情報の転送。情報処理。データストレージ。磁気メモリ。光メモリ。

情報

期間 "情報" ラテン語から来ています 「情報」、これは情報、説明、提示を意味します。この用語が広く使用されているにもかかわらず、情報の概念は科学で最も物議を醸しているものの1つです。現在、科学は多面的な概念に固有の一般的な特性とパターンを見つけようとしています情報、しかしこれまでのところ、この概念は大部分が直感的であり、人間の活動のさまざまな分野でさまざまなセマンティックコンテンツを受け取ります。

たとえば日常生活では , 情報とは、誰もが興味を持つデータまたは情報です。 「知らせる」 この意味で 「何かを伝えるために, 以前は不明」.

情報に関する現代の科学的理解は、サイバネティクスの「父」であるNorbertWienerによって非常に正確に定式化されました。つまり、情報とは、私たちがそれに適応する過程で外界から受け取ったコンテンツと、それに適応する私たちの感覚の指定です。

人々はメッセージの形で情報を交換します。メッセージは、音声、テキスト、ジェスチャー、一瞥、画像、デジタルデータ、グラフ、表などの形式で情報を提示する形式です。

彼らが言う場合 技術的なデバイスによる情報の自動化された作業について、 通常、彼らは主にメッセージの内容ではなく、このメッセージに含まれる文字数に関心があります。

データのコンピューター処理に関して、情報は、意味的な負荷を運び、コンピューターが理解できる形式で提示される、記号指定（文字、数字、エンコードされた画像および音声など）の特定のシーケンスとして理解されます。このような一連の文字の新しい文字ごとに、メッセージの情報量が増加します。

情報存在の種類

情報は次の形式で存在できます。

テキスト、写真、図面、写真;

光または音の信号;

電波;

電気および神経インパルス;

磁気記録; 等

情報特性の観点から考慮されるオブジェクト、プロセス、材料または非材料特性の現象は、情報オブジェクトと呼ばれます。

情報は次のとおりです。

情報を伴う特定の操作に関連するこれらすべてのプロセスは、 情報処理。

情報プロパティ

情報が実際の状況を反映していれば、情報は信頼できます..。不正確な情報は、誤解や誤った決定につながる可能性があります。

時間の経過とともに、信頼できる情報は古くなる可能性があるため、信頼できなくなる可能性があります。つまり、実際の状況を反映しなくなります。

情報が完成しました理解して決定を下すのに十分かどうか。不完全な情報と冗長な情報の両方が意思決定を妨げたり、エラーにつながる可能性があります。

情報の正確さ オブジェクト、プロセス、現象などの実際の状態への近接度によって決定されます。

情報の価値 問題を解決するためにそれがどれほど重要であるか、そしてそれがどのくらい後にあらゆるタイプの人間の活動に適用されるかによって異なります。

のみ タイムリーな情報を受け取りました 期待される利益を提供することができます。情報の時期尚早な提示（まだ吸収できない場合）とその遅延の両方が等しく望ましくありません。

貴重でタイムリーな情報が理解できない方法で表現されている場合、それは役に立たなくなる可能性があります。

情報 明らかになる情報の対象となる人が話す言語で表現されている場合。

情報はアクセス可能な形で提示する必要があります （知覚のレベルに応じて）フォーム。したがって、同じ質問が学校の教科書や科学出版物で異なる方法で提示されます。

同じ問題に関する情報 要約することができます （簡潔に、無関係な詳細なしで） または長々と （詳細には、冗長）。参考書、百科事典、教科書、およびあらゆる種類の指示では、情報の簡潔さが必要です。

コンピューターでのデータ表現

コンピュータ内のすべての情報は、ビットのセット、つまり0と1の組み合わせの形式で格納されます。数値は、このコンピュータでの操作で受け入れられる数値形式に従ってバイナリの組み合わせで表され、シンボリックコードは、文字やその他のシンボルのバイナリの組み合わせへの対応を設定します。

番号には、次の3つの番号形式があります。

バイナリ固定点;

バイナリ浮動小数点;

Binary Coded Decimal（BCD）。

浮動小数点数は、MP I486以降、マイクロプロセッサのLSIの一部である特別なコプロセッサ（FPU-浮動小数点ユニット）で処理されます。データは80ビットレジスタに保存されます。

表記。

特定の有限のシンボルセットを使用して任意の数のイメージを表す方法は、番号システムと呼ばれます。

日常の練習では、通常、10進数システムを使用します。

番号システムは通常、...に細分されます。

1.ポジショナル。

2.非定位置。

3.シンボリック。

シンボリック..。これらのシステムでは、各番号に独自の記号が割り当てられます。これらのシステムは、その自然な制限（錬金術、コード化されたメッセージ）（すべての可能な数を表すために必要な無数の記号のセット）のため、広く使用されていません。したがって、これらのシステムは考慮から除外します。

コンピュータ開発の歴史

最初のIBMPCは分析用コンピューターでした。機械部品で設計されました。彼女は地獄の言語で働いた。次のマシンはMark1でした。リレーはメモリ要素として使用されていたため、マシンの速度は低速でした（一度に1つのアクション）。

マーク2。トリガーに取り組んだ。（1946）彼女は毎秒100回の操作を実行しました。

最初の国産車はLebedevによって開発されました。 MESMは小型の電子カウントマシンです。その後、Main Freimが発明されました。これは、平和的な範囲のタスクを解決するためのユニバーサルマシンです。

スーパーコンピューター -リアルタイムで動作する最も高価で最速の車。

水またはガス冷却が使用されます。アセンブラー言語が使用され、プロセッサーコアがその上で実行されます。

IBM360-390-これもAssemblerに組み込まれています。現代のマイクロプロセッサのアイデアがその中に置かれました。

CPU -情報処理装置。多くのマイクロプロセッサで構成されています。

マイクロプロセッサ -VLSI（Very Large Integrated Circuit）を使用しているプロセッサ。

プログラム -プロセッサで実行される一連のコマンド。

チーム -特定のアクションを実行するための指示。

最初のマイクロプロセッサは1970年に作成され、4ビットでした。それはMP880と呼ばれていました。

次のプロセッサは88.36です。

マイクロプロセッサの主な特徴：

1）ビット深度 -プロセッサに接続されているメモリの量を決定します。

2）クロック周波数 -プロセッサの内部速度によって決まります。これは、マザーボードバスのクロック周波数にも依存します。

3）メモリキャッシュサイズ -マイクロプロセッサ基板にインストールされています。

2つのレベルがあります：

1）L1-コアの主回路内にあり、常に最大周波数で動作します。

2）L2-第2レベルのメモリがマイクロプロセッサコア（内部バス）に接続されています。

4）指示の構成 -マイクロプロセッサで自動的に実行されるコマンドのリスト、タイプ、およびタイプ。

5）動作供給電圧 （消費電力）

デザイン機能

コスト

フォンノイマンの法則

原則：

1) データとコマンドはバイナリコードで送信されます

2) プログラムは直線的に実行されます

3) 次のコマンドのアドレスは、前のコマンドと+1異なります。

4) データを保存するためのメモリ-一方ではユーザーに、他方ではOSに接続された操作および外部。

シリアルおよびパラレルコード

シーケンシャルコードでは、情報（nビット）の転送がシーケンシャルに実行され、1つの導体に沿って充電後に放電されます。データ転送時間はビット数に比例します ..。 T \u003d t * n.

すべてのビットが並列に送信される場合、それらはn導体を介して送信されます。送信時間は1ビットに等しく、機器はN回に等しい。

T \u003d t * n + t * n + ... t * n

コンピュータの構造図

コンピューターには、アドレス、データ、制御など、高速道路を使用して相互接続できる多数のデバイスが含まれています。実際には、これらの高速道路はインターフェース（ケーブルまたはバス）として表されます。デバイスを相互に接続する方法はいくつかあります。

フォンノイモン構造は、バックボーン構築方法または共通バスからのものです。

インターフェース-ハードウェアまたはソフトウェアを使用してデバイスを相互に接続するインターフェイスジョイント。

メモリ-初期データ、中間および最終結果を保存することを目的としています。

制御装置 -プログラムに従って情報を処理するときに、他のコンピュータデバイスに送信されるすべての制御信号をサンプリングすることを目的としています。 UUとALUは一緒になって、プロセッサ情報処理デバイスを構成します。

ROM-恒久的なストレージデバイス。情報を読み取り、エネルギーを消費せずに情報を保存するためにのみ機能します。

羊-ALUの情報の処理に参加します。その中で、アクションは番号とコマンドに対して実行されます。

コンピューター-プログラムに従って情報を処理します。

コンピューターでのデータ表現

これらのコマンドは、バイナリコードでコンピュータに表示されます。つまり、すべての情報は同種の媒体であり、コマンドデータは、コンピュータのメモリの物理サイズを反映したビットグリッドに書き込まれます。特に、32ビットコンピュータのレジスタは32ビットです。 1つのバイナリビット-ビット、8つのバイナリ桁-バイト、4つのハーフビット-ニブル。

数値は、次のビットグリッドで表すことができます。

1）セミコンディション-2バイト

2）ワード-4バイトまたは32ビット

3）ダブルワード-8バイトまたは64ビット

4）文字列-単語の数は4GBである232に達することができます

パッケージ形式

1）2つの単一の単語

2）2つのダブルワード

最新のコンピューターのデータは、物理ポイントと浮動ポイントのビットグリッドで表されます。

固定点番号は整数ALUによって処理されます。固定点は、放電の開始時と終了時に固定できます。

浮動小数点数にはマンティッサと順序が含まれ、それぞれに独自の数字が含まれます。

メモリ